13/01/2025 Que nous apprendra le Dark Energy Spectroscopic Instrument ou DESI en 2025?

En cosmologie, l’énergie sombre ou énergie noire est une forme d’énergie hypothétique remplissant uniformément tout l’Univers et dotée d’une pression négative, elle se comporte comme une force gravitationnelle répulsive.

L’existence de l’énergie sombre est nécessaire pour expliquer, dans le cadre du modèle standard ΛCDM, diverses observations astrophysiques, notamment l’accélération de l’expansion de l’Univers détectée au tournant du XXIe siècle. L’énergie sombre ne doit pas être confondue avec la matière noire qui, au contraire, ne remplit pas uniformément l’Univers et qui interagit normalement (forces attractives) avec la gravitation.

Malgré une densité très faiblea (de l’ordre de 10−29 g/cm3)b, l’énergie sombre serait une composante majeure de l’Univers, représentant environ 68 % de la densité d’énergie totale de l’Univers.

Sa nature reste aujourd’hui encore inconnue. Il peut s’agir simplement de la constante cosmologique induite par la relativité générale qui aurait une valeur non nulle. Il existe d’autres hypothèses, menant soit à une modélisation différente de la matière (quintessencek-essence, modèles unifiés de matière et d’énergie sombre), soit à une modélisation différente de la gravitation (gravité f(R), champs scalaires, cosmologie branaire). Le choix entre ces différentes hypothèses dépend essentiellement des contraintes apportées par l’observation, notamment des supernovas de type Ia, du fond diffus cosmologique ou des oscillations acoustiques baryoniques. L’existence de l’énergie sombre est par ailleurs contestée par divers modèles cosmologiques alternatifs au modèle standard ΛCDM, la considérant comme un simple artefact ad hoc rappelant l’hypothèse de l’éther luminifère de la fin du XIXe siècle.

En 2025 le DESI, Dark Energy Spectroscopic Instrument, situé en Arizona, devrait apporter des informations concernant la façon dont l’énergie sombre a évolué au fur et à mesure que l’univers vieillissait. D’ores et déjà, il apparaît aux chercheurs qu’ils ne comprennent pas bien ce qui se passe à propos de l’espace et du temps.

Depuis les trois ans que l’instrument fonctionne, celui-ci a pu recueillir des données concernant la façon dont 31 millions de galaxies se regroupent en amas à trvars l’univers et comment ces strutures cosmiques ont évolué depuis 11 milliards d’années qui marquent la limite des possibilités d’observation de DESI.

Il semble aujourd’hui que l’énergie sombre ait perdu de la force par rapport à ce qu’elle était aux origines. Mais il faudra d’autres observations dans les prochains mois pour confirmer cette hypothèse qui remet en cause la façon dont jusque là on se représentait l ‘univers ainsi que la constante de Hubble qui mesure en principe la rapidité de l’expansion.

Certains commencent à évoquer une encore mystérieuse énergie noire. Il s’agirait d’ une forme d’énergie hypothétique remplissant uniformément tout l’Univers et dotée d’une pression négative. Elle se comporterait elle aussi comme une force gravitationnelle répulsive.

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